Физики обнаружили необычную сверхпроводимость в скрученном трехслойном графене

Исследователи обнаружили в трехслойном графене, скрученном под магическим углом, два разных режима сверхпроводимости. Результаты экспериментов не согласуются с теорией Бардина — Купера — Шриффера (БКШ).

Физики использовали сканирующую туннельную микроскопию высокого разрешения и спектроскопию для изучения сверхпроводимости трехслойного графена, скрученного под магическим углом. Эксперименты показали, что сверхпроводимость в этом материале проявляет несколько очень необычных свойств, которые нельзя описать с помощью теории БКШ. 

Художественное изображение трехслойного графена. Изображение: Полина Шматкова и Маргарита Давыдова

Ученые измерили эволюцию сверхпроводящей щели по мере того, как электроны удаляются из трехслойного слоя с помощью переключателя, который включает или выключает электрическое поле. Сверхпроводящая щель — это свойство, которое описывает, насколько сложно добавлять или удалять отдельные электроны в сверхпроводнике, объясняют авторы работы. 

Поскольку электроны в сверхпроводнике стремятся образовать пары, для разрыва этих пар требуется определенное количество энергии. Оно может быть разным для пар, движущихся в разных направлениях относительно кристаллической решетки. В результате «зазор» имеет специфическую форму, которая определяется вероятностью того, что пары будут разорваны при определенном количестве энергии.

Несмотря на то, что сверхпроводники существуют уже давно, удивительно новая особенность скрученных двухслойных и трехслойных графеновых материалов заключается в том, что сверхпроводимость в этих материалах может быть включена простым приложением напряжения к соседнему электроду.

Стеван Надж-Перге, физик из Калифорнийского технологического института, соавтор работы

Ученые установили, что в скрученном трехслойном графене есть два режима сверхпроводимости с профилями сверхпроводящей щели разной формы. Если один из режимов можно объяснить теорией, в чем-то похожей на БКШ, то наличие двух режимов показывает, что внутри сверхпроводящей фазы, вероятно, имеет место дополнительный переход, отмечают исследователи. 

Авторы работы полагают, что увеличение количества слоев делает сверхпроводимость более надежной, оставаясь при этом легко настраиваемой. Это свойство открывает различные возможности для использования скрученного трехслойного графена в качестве сверхпроводящих устройств для квантовых исследований и, возможно, в квантовой обработке информации.

Изображение на обложке: снимок трехслойного графена, сделанный с помощью туннельного микроскопа. Источник: Caltech


Читать далее:

Опровергнут главный миф о динозаврах: ученые поняли, как рептилии захватили планету

350 млн лет назад с Землей происходило что-то странное: это повлияло на обитаемость

Найдена огромная озоновая дыра. Она опасна для 50% населения Земли и видна круглый год

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости
Генетики создали ядовитых комаров для борьбы со смертельными болезнями
Наука
На выставке CES представили умный мотошлем с искусственным интеллектом
Новости
Инженеры спроектировали «супер-холодильник» для квантовых компьютеров
Новости
Археологи с помощью дрона обнаружили на Кавказе древнюю «мегакрепость»
Наука
ИИ научили предсказывать внутреннюю работу живых клеток
Наука
В недрах Земли обнаружили загадочные породы, которых там быть не должно
Наука